基础物理Ch5电与磁的统一.pdfVIP

基礎物理  第五章  電與磁的統一  §5‐1  電流的磁效應  ※電流的磁反應  1820 年，丹麥物理學家厄司特發現一條通有電流的導線會使磁針偏轉，如圖 (b)及圖(c) ，此現象稱為「電流的磁效應」。      (a)  (b)                                                   ▲圖：(a)未通電流，磁針不偏轉；(b)(c)    通電流後，磁針產生偏轉  (c)                      ※載流導線所產生的磁場  方向：利用安培右手定則  （首先提出如何判斷載流導線建立的磁場與磁力線的方向）。  1. 長直載流導線所產生的磁場：  右手大拇指指向長直導線電流的方向，其餘四指自然彎曲的方向就是磁場或 磁力線的方向，如下圖(一)所示。  2. 載流螺線管所產生的磁場：  四指順著電流的方向握住螺旋管，大拇指所指的方向為管中磁場或磁力線的 方向（即 N 極之方向）如下圖(二)所示。      Ch.5‐1        ▲  圖(一)  ▲  圖(二)                                            ※載流導線所產生的磁場   ──   磁場強度（B ）  1. 磁場強度(B) ：  長直載流導線所產生的磁場，如右圖：  (1) 每個同心圓周上各處的磁場強度相同。  (2) 離導線愈遠則磁場愈弱→磁場強度與導線之 垂直距離成反比。  (3) 若增加電流的大小，則磁場會增強即磁場強 度與通入導線之電流大小成正比。  2. 載流螺線管所產生的磁場：  (1) 若愈靠近導線的周圍，磁力線較密集則磁場  強度較強（磁場強度隨距離的增加而遞減），如下圖(a) 。  (2) 管內可視為均勻磁場與與通入導線之電流大小成正比；亦與單位長度內所 繞之匝數成正比。  (3) 若螺線管插入軟鐵棒，則可產生更強的磁場，用來製作電磁鐵，如下圖(b) 。    (a) (b)                                      ※電流磁效應的應用  1. 電磁鐵：利用螺線管製作的電磁鐵具有比永久磁鐵靈活的特性。例如：下圖(一) 電磁門鎖可以控制門的開關、下圖(二)電磁鐵起重機可以在廢鐵場中 吸附廢鐵以方便搬運。  Ch.5‐2      圖(一)  圖(二)